趨化因子調(diào)控不同分化階段的神經(jīng)干細(xì)胞定向遷移過程中粘著斑的形成和微絲的重組.pdf

1、神經(jīng)干/祖細(xì)胞（neuralstem/progenitorcells，以下稱為神經(jīng)干細(xì)胞或NSCs）的遷移對(duì)于哺乳動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和損傷修復(fù)至關(guān)重要。細(xì)胞遷移過程包括細(xì)胞前端片狀偽足的伸出、粘著斑的形成、胞體的收縮以及尾部粘著斑解聚。粘著斑(focaladhesion，F(xiàn)A)是細(xì)胞與周圍環(huán)境的接觸點(diǎn)，能夠整合細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)調(diào)控細(xì)胞遷移。FA的形成具有時(shí)間性和空間性，多種粘著斑蛋白分級(jí)聚合先形成不穩(wěn)定的細(xì)小的粘著復(fù)合物(focalcomp

2、lex，F(xiàn)X)，在細(xì)胞收縮力的作用下招募更多的粘著斑蛋白逐漸成熟為相對(duì)穩(wěn)定的FA和穩(wěn)定的纖維狀粘著斑(fibrillaradhesion，F(xiàn)B)。FA的組裝和解聚即FA的周轉(zhuǎn)(focaladhesionturnover)受到細(xì)胞內(nèi)外信號(hào)在時(shí)間和空間上的調(diào)節(jié)，影響細(xì)胞的形狀、偽足形成的部位和方向最終調(diào)控細(xì)胞的遷移。在快速移動(dòng)的細(xì)胞中，多以細(xì)小的FX存在，其周轉(zhuǎn)速率較快。我們之前的研究結(jié)果表明血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(Vascularendothe

3、lialgrowthfactor，VEGF)和基質(zhì)細(xì)胞衍生因子-1α(stromalcell-derivedfactor-1alpha,SDF-1α)能夠誘導(dǎo)NSCs的定向遷移，并與細(xì)胞的分化狀態(tài)密切相關(guān)。本研究以此為切入點(diǎn)，研究FA影響和調(diào)控趨化因子誘導(dǎo)的NSCs定向遷移的細(xì)胞和分子機(jī)制。結(jié)果顯示NSCs鋪展需要FA的形成、周轉(zhuǎn)和微絲的重組，不同分化狀態(tài)的NSCs中FA的形成以及微絲的組裝是不同的。劃痕引起的細(xì)胞定向遷移過程中，與其他

4、分化狀態(tài)的細(xì)胞相比，分化0.5d和1d的細(xì)胞前端微絲聚合形成大的片狀偽足，更多的FX在此聚集，細(xì)胞前后端FA分布不對(duì)稱性更加明顯。粘著斑激酶(focaladhesionkinase，F(xiàn)AK)和樁蛋白(paxillin)的活化參與調(diào)節(jié)FA的形成，在定向遷出的NSCs中，Y31-paxillin先于Y118-paxillin被激活且定位于細(xì)胞前端的FX和FA處，而Y397-FAK在所有的FX和FA中均有定位。VEGF和SDF-1α刺激均能引

5、起NSCs中FA的分布和數(shù)量發(fā)生改變，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)部微絲向應(yīng)力纖維的轉(zhuǎn)變以及細(xì)胞周邊片狀偽足的形成。VEGF或SDF-1α對(duì)NSCs中FA組裝和微絲重組的調(diào)節(jié)作用與細(xì)胞的分化狀態(tài)有關(guān)，隨著分化時(shí)間的延長(zhǎng)，NSCs對(duì)趨化因子的響應(yīng)程度降低。Westernblot顯示響應(yīng)VEGF或SDF-1α刺激時(shí)，不同分化狀態(tài)的NSCs中Y397-FAK和Y31/118-paxillin的激活程度和維持時(shí)間存在差異。對(duì)VEGF和SDF-1α誘導(dǎo)的NSCs定

6、向遷移中FA周轉(zhuǎn)以及微絲重組進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)VEGF和SDF-1α均能誘導(dǎo)NSCs的定向遷移，但VEGF對(duì)細(xì)胞前后端FA的不對(duì)稱分布以及細(xì)胞前端微絲重組、片狀偽足發(fā)生的促進(jìn)作用更強(qiáng)。而且，相對(duì)于其他分化狀態(tài)，分化1d的細(xì)胞響應(yīng)VEGF刺激時(shí)表現(xiàn)出更強(qiáng)烈的定向遷移特征?；罴?xì)胞工作站跟蹤觀察定向遷移的細(xì)胞中FA的動(dòng)態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)VEGF能促進(jìn)FX向著濃度梯度的方向持續(xù)生成，加快片狀偽足前端的FX的周轉(zhuǎn)，隨著細(xì)胞前移該方向上已有的FX成熟變大從而